随着经济社会的发展,自然环境正在被大肆破坏,与此同时作为主要能源的煤、石油、天然气等资源也逐步枯竭,因此,兼具绿色清洁、转化效率高等特点的新型能源具有广阔的研究前景。研究表明,燃料电池拥有高达60%的转化效率,且原材料为二次能源氢能,这表明其有望成为一种新型可替代绿色能源。而在燃料电池中,氢气的制备是最重要的一环,而光电催化裂解水产氢为当前最具有前景的制氢方案。因此本文以SrFe_xTi_1-xO_3-δ体系材料为研究对象,通过光催化材料的选择、光电催化体系的搭建及光催化材料性能的测试,探讨各自的性能调控机制。主要内容和结论如下:本实验采用高能球磨法制备合成了纳米级的SrFe_xTi_1-xO_3-δ（x=0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0）半导体光催化材料,并对其部分材料进行XRD、TEM表征,结果表明合成的SrTiO₃平均粒径为18.44nm和SrFeO_3-δ平均粒径为14.58nm,材料分布均匀、晶形结构完好;采用厚膜涂覆工艺制备SrFe_xTi_1-xO_3-δ（x=0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0）与商购的SrTiO₃、TiO₂半导体光电极;优化反应体系条件,其中包括光源光谱图测试、材料吸收光谱测试及反应浓度选择。搭建光电催化反应体系,进行开路电压、无光和LED光照平带电位测试及无光和LED光电流等相关电化学性能测试,结果表明电化学性能最佳的半导体材料为SrFeO_3-δ;选择SrFeO_3-δ材料进行产氢测试,计算其产氢速率为1.865×10^-3mL/h;最后通过UV-vis DRS测试及PL测试确定材料的禁带宽度,并与传统计算所得的结果进行分析对比;最终从能带角度对合成SrFeO_3-δ的产氢机理进行深度解释。具体的实验结果如下所示:（1）开路电压结果分析可知,合成SrFeO_3-δ材料为-0.0128V,其他材料都为正值,合成SrTiO₃材料最大为0.1714V,商购的TiO₂材料最小为0.0063V,其中初步判断开路电压为负对实验有利;（2）无光和LED光照Mott-Schottky曲线分析可得合成的SrFe_xTi_1-xO_3-δ（x=0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0）系列为P型半导体,商购SrTiO₃、TiO₂为N型半导体,其中合成SrFeO_3-δ的平带电位较小且LED光照时平带电位减小值最大,说明合成SrFeO_3-δ对光响应相对于其他几种材料最占优势;（3）根据i-t曲线可得,这几种材料的光响应能力进行排序为商购SrTiO₃、SrFeO_3-δ、商购TiO₂、SrFe_0.8Ti_0.2O_3-δ、SrFe_0.2Ti_0.8O_3-δ、SrFe_0.4Ti_0.6O_3-δ、SrFe_0.6Ti_0.4O_3-δ、SrTiO₃。由于商购SrTiO₃的限制,使得SrFeO_3-δ的光响应能力最为突出;（4）通过电化学性能的测试,选择性能最佳的SrFeO_3-δ半导体电极进行光电催化裂解水产氢气,可得其产氢速率为1.865×10^-3mL/h,通过量子效率计算可知,氢气量子效率（相对于光源）为19.34%,合成SrFeO_3-δ的光生载流子效率为34.26%,氢气相当于光生载流子效率为56.45%;（5）通过进行紫外可见光漫反射光谱及光致发光光谱测试光催化材料的禁带宽度,结果与传统计算所得结果相近,进而从能带角度解释材料的电化学及光响应性能;（6）最终对合成SrFeO_3-δ材料的光电催化裂解水产氢机理进行分析解释。